Una visión general de la conservación de energía en los edificios

Consejos y técnicas para la conservación de energía en edificios

Los altos costos de la energía afectan negativamente a todos los sectores de la economía y un esfuerzo decidido para reducir el consumo y los costos de la energía es, por lo tanto, necesitamos conservación de energía y un sistema de eficiencia energética en nuestros hogares así como en sectores industriales y comerciales. La energía es uno de los principales insumos para la industria y es el pilar del desarrollo económico del país.

Para un país en desarrollo, el sector energético asume una importancia crítica en vista de las necesidades energéticas cada vez mayores que requieren grandes inversiones de capital. El objetivo principal de la auditoría energética es determinar formas de reducir el consumo de energía para reducir los costos operativos.

La energía también se puede conservar si se gestiona adecuadamente. Utilizar la misma energía para un uso máximo es la clave para un sistema eficiente.

Nota: El costo tomado para el cálculo es solo un ejemplo y puede variar de un país a otro.

A continuación se presentan algunas de las formas prácticas y más practicadas de conversaciones energéticas en edificios:

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Reemplazo de Luminarias de Alta Potencia por Luces Bajas (Luces LED) en el Edificio

Considere un edificio antiguo con las siguientes luces tradicionales, y luego los ahorros si reemplazamos las luces antiguas con las respectivas luces LED serán

(Todos los datos varían de un país a otro y de un fabricante a otro y son solo para fines de referencia, los precios están en USD ($) que se toman para los cálculos de recuperación período solamente)

300 Las CFL de 36 watts se reemplazan por 18w LED

Ahorro =(número de luces) x (calificación de la luz existente – calificación de la luz reemplazada)

Ahorro=300×36-300×18 =5400W

• 250 Tubos de  40W con 20W luces LED

Ahorro =250×40-250×20 =5000W

• 20 luminarias de Halogenuros Metálicos de 150W con 45W LED blanco cálido

Ahorro=20×150-20×45 =2100W

• 5 focos de Vapor de Sodio de Alta Presión de 250W con 90W LED blanco cálido

Ahorro =5×250-5×90 =800W

Ahorro total después del reemplazo =(5400+5000+2100+800) Watt =13.32KW

Supongamos que la oficina trabaja 10 horas al día, 300 días al año y el costo de la energía es de $ 0.1/unidad.

Ahorro en $ =13.32x10x300x0.1=$ 3996/Annum (Será más para oficinas trabajando 24×7)

Inversión:– (i)

Luces LED:el costo de LED/vatio es de $1 =(300×18+250×20+20×45+5×90) x1 $/vatio =$ 11750/-

Período de recuperación =(Inversión total) / (Ahorro anual) =11750/3996 =2 años 11 meses .

Características de rendimiento luminoso de luminarias de uso común

Por lo general, la iluminación LED proporciona entre 80 y 105 lúmenes/vatio.

• Mantenga las paredes interiores del edificio limpias y pintadas con colores claros para reflejar la luz.
• Utilice particiones bajas para "compartir" la luz en las áreas de oficina. En lugar de usar dos luces de tubo T5 de 20 vatios, se puede usar una luz de tubo de 40 vatios para compartir en los baños. Sugiera iluminación de tareas en lugar de iluminación general de la habitación.

También puede leer:Iluminación energéticamente eficiente y técnicas para implementar en el hogar.

Sensores de ocupación:

El sensor de ocupación se puede utilizar para conservar y ahorrar energía. Puede detectar la ocupación en la habitación y apagará las luces cuando no haya ocupación. Se coloca en el cuadro de distribución. Cuando no haya ocupación en la habitación, cortará el suministro de luces y ventiladores del tablero de distribución, incluso si el interruptor está encendido.

Incluso esto reduciría la posibilidad de calentamiento y fuego en cualquier electrodoméstico si alguien se olvida de apagarlo. Podemos seleccionar qué electrodomésticos queremos que se apaguen automáticamente cuando no estamos en la habitación, como AC, VENTILADORES, LUCES, etc., mediante un solo sensor de ocupación para reducir el costo de usar un sensor individual para cada electrodoméstico. Otros electrodomésticos como nevera, etc. se pueden encender y apagar manualmente.

Puede ahorrar hasta un 10 % del consumo de energía para iluminación, lo cual es una buena práctica para lograr la conservación de energía en el sector doméstico y comercial.

Para utilizar 60 sensores de ocupación (carga de iluminación de 10 KW)

Guardando =20% de 10KWx10x300x0.1 =600$/-

Inversión (el costo de un sensor es de $ 16) =60×16 =$ 960/-

Período de amortización =960/600=1 año 7 meses.

El interruptor para CA será diferente a las luces, por lo que tenemos que usar otros 60 sensores para CA (1,5 TR cada uno). También ahorrarán un 10 % en el consumo de energía, pero el costo será mayor debido a la alta clasificación de corriente.

Ahorro =60×1.5TR =90×1.2 =108 KW

20% de 108 KW =21,6 KW

Ahorro en $ =21,6x10x300x0,1 =$ 6480/-

Inversión en $ =60×40 =$ 2400/-

Periodo de amortización =2400/6480=4,5 meses.

Establezca la velocidad del ventilador en "alta", excepto en climas muy húmedos. Cuando está húmedo, una velocidad baja del ventilador extraerá más humedad del aire. Mantenga los electrodomésticos alejados del termostato de su aire acondicionado. El calor de los electrodomésticos hace que el aire acondicionado funcione por más tiempo. Abra las ventanas en lugar de usar acondicionadores de aire o ventiladores en los días y noches frescos. Vístase apropiadamente para las condiciones al aire libre.

Otras áreas de enfoque – Uso de sensores de ocupación Fotocélulas/temporizadores para iluminación compuesta

Se pueden instalar temporizadores automáticos para las luces compuestas. Con los avances tecnológicos, los interruptores crepusculares se pueden usar para cambiar la iluminación según la disponibilidad de la luz del día. Sin embargo, se debe tener cuidado para asegurarse de que el sensor esté instalado en un lugar libre de sombras, haces de luz de vehículos e interferencia de pájaros. Los atenuadores también se pueden usar en asociación con el fotocontrol.

Los sensores de ocupación infrarrojos y ultrasónicos se pueden usar para controlar la iluminación en las cabinas. Cabe señalar que los sensores de ocupación más sofisticados tienen una combinación de detección infrarroja y ultrasónica; estos sensores incorporan un microprocesador en cada unidad que monitorea continuamente los sensores, ajustando los niveles de sensibilidad para optimizar el rendimiento.

También puede leer:¿Qué es exactamente una red inteligente? Aplicaciones de red inteligente

Áreas generales

• Donde esté disponible la iluminación diurna, proporcione controles de iluminación diurna.
• Utilice atenuación continua para espacios con actividad de movimiento menor, como lectura, escritura y conferencias. Use atenuación escalonada (encendido/apagado) para espacios con gran actividad de movimiento, como caminar y almacenar estantes.
• Siempre monte los sensores de ocupación ultrasónicos a una distancia mínima de 6 a 8 pies de los conductos de HVAC en superficies libres de vibraciones y colóquelos de manera que no haya detección por la puerta o la apertura del espacio.
• En espacios de propiedad de muchos ocupantes, como oficinas privadas y salas de conferencias, siempre incluya interruptores para el control manual de la iluminación.

Sala de conferencias:

• Utilice sensores de ocupación de tecnología dual en salas de conferencias más grandes para una detección óptima tanto del movimiento pequeño de la mano como del cuerpo más grande.
• Los sensores de ocupación infrarrojos pasivos montados en el techo o en las esquinas se utilizan para salas de conferencias medianas y pequeñas.
• Incluya siempre interruptores que proporcionen un control manual de la iluminación.
• Control de iluminación exterior
• Use un panel de control de iluminación con reloj de tiempo y fotocélula para controlar la iluminación exterior para que se encienda al anochecer y se apague al amanecer y apague la iluminación que no sea de seguridad más temprano en la noche para conservar y ahorrar energía.

Variador de frecuencia variable de voltaje variable

VVVF (variadores de frecuencia variable de voltaje variable) para el sistema operativo de la puerta es una unidad muy eficiente que ahora utilizan los fabricantes de ascensores para el motor operativo de la puerta en todos los ascensores. Habrá un ahorro de aproximadamente el 20 % en el consumo de electricidad durante el funcionamiento del motor de la puerta al momento de abrir y cerrar las puertas del ascensor.

Capacidad del motor de la puerta- 11KW x10 ascensores =110 KW

Ahorro=0.20x110x300x10x0.1 =$ 6600/-

Coste por elevación =$ 1400/-

Inversión =1400×10 =$ 14000

Período de recuperación =14000/6600 =2 años 2 meses.

Sistema solar para iluminación exterior

Si las luces exteriores tienen un consumo de 5kW , use un sistema solar para luces exteriores cuya clasificación debe ser 11kW . Porque solo se puede soportar 45% carga de su calificación.

Ahorro =5kwx11x365x0.1 =$ 1980/- por año

El costo del sistema solar será $ 11880 (aprox.)

Periodo de amortización =6 años.

La vida útil típica del panel solar es 15-20 años por lo que deben mantenerse adecuadamente para obtener el máximo ROI (retorno de la inversión). El polvo y la humedad deben limpiarse a intervalos regulares ya que disminuyen la eficiencia de conversión.

Aire acondicionado central

En lugar de usar diferentes aires acondicionados en todas las habitaciones, se puede instalar un aire acondicionado central en el edificio. El consumo de energía del aire acondicionado central (0,66 KW por tonelada) es casi la mitad del aire acondicionado de ventana o split (1,2 KW por tonelada).

Costo de instalación de ventana o split AC=$ 670 por tonelada.

Costo de instalación de aire acondicionado central =$ 1350 por tonelada pero el precio se reduce con el aumento de la capacidad.

Guardando =(1.2-0.66) x (1.5TR x 60) x10x300x0.1 =$ 14580/-

Inversión =(670×1.5×60) =$ 60300/- ($ 670/tonelada para 90 toneladas de capacidad )

Período de amortización =60300/14580 = 4 años 1 mes

• Cierre todas las ventanas y puertas durante las temporadas de calefacción y refrigeración.

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Suelo radiante

Los calefactores de habitación tradicionales consumen mucha electricidad ya que producen calor a partir de I ² R pérdida mientras que el sistema de calefacción central no es muy eficiente y tiene un alto costo de instalación y mantenimiento. La calefacción por suelo radiante es una solución moderna para este problema.

En lugar de calentar la habitación desde el piso a través del conducto del calentador central, calienta el piso con la ayuda de bobinas colocadas debajo del piso. Dado que el aire caliente tiende a moverse hacia el suelo, habrá una mejor distribución del calor en la habitación en comparación con la calefacción central en la que solo el 20% del aire caliente llega al suelo, lo que significa un ahorro considerable tanto en electricidad como en mantenimiento.

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Pérdidas por infiltración y calentamiento

La infiltración hace que se pierda calor durante la temporada de calefacción o que se gane durante la temporada de refrigeración, lo que genera molestias para los ocupantes del edificio. Además, es uno de los principales contribuyentes a los costos innecesarios de calefacción y refrigeración. Para evitar esto, cierre todas las ventanas y puertas durante las temporadas de calefacción y refrigeración.

Apague los radiadores y los registros de calefacción en pasillos, vestíbulos, escaleras y vestíbulos. Use termostatos con capacidades de reducción nocturna automática. Asegúrese de que los termostatos de su edificio sean a prueba de manipulaciones. Mantenga su equipo de calefacción bien afinado. Un sistema de calefacción ineficiente desperdicia del 30 al 50% de la energía que utiliza, lo que no es adecuado para el sistema de conservación de energía.

Recomendación especial para la conservación de energía en edificios

• En caso de que se usen correas trapezoidales en los sopladores de ventilación, se sugiere usar correas dentadas en lugar de correas trapezoidales. Ahorrará un 3 % de energía en el consumo de energía y da cuenta de menos deslizamiento.
• Al aumentar los ajustes de temperatura ambiente para el aire acondicionado en 1 °C, se ahorrará un 3 % en el consumo de energía del aire acondicionado. Por lo tanto, si la temperatura ambiente se establece en 21 ºC en lugar de 20 ºC, no tendrá mucho efecto en la temperatura ambiente, pero se ahorra una buena cantidad de energía. También con el aumento en la diferencia de temperatura entre la habitación y los alrededores, el trabajo realizado por la CA aumenta. Por lo tanto, las puertas y ventanas deben cerrarse correctamente.
• Mantenga los filtros limpios de aire acondicionado dividido y de ventana, de lo contrario, al consumir la misma energía, el aire acondicionado condensará la habitación lentamente. Por lo tanto, llevará más tiempo mantener la temperatura ambiente y se desperdiciará más energía. Considere comprar un refrigerador/congelador que deba descongelarse manualmente. Estos son más eficientes energéticamente; sin embargo, no permita que la escarcha se acumule más de 1/4″.
• Configurar la temperatura del aire acondicionado a 16 ºC no permite que se enfríe la habitación rápidamente , es solo una referencia para que el termostato de CA deje de enfriar cuando se alcanza la temperatura establecida. Al dejar la configuración en 16 ºC, el aire acondicionado sigue enfriando la habitación incluso cuando no es necesario y, por lo tanto, consume más energía.
• Utilice aspas de FRP en la torre de enfriamiento en lugar de aspas de aluminio. Tienen menor consumo de energía en la misma salida. Tienen menos inercia y buena resistencia.
• Instale el sensor de nivel de agua en el tanque de agua para que cuando se llene, el motor se detenga automáticamente porque después de que el tanque se llene, el agua no entra en el tanque pero el motor seguirá funcionando, por lo que se puede ahorrar energía. Se debe instalar un sensor en la bomba para que, cuando no llegue agua, no se bombee innecesariamente.

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Gestión de la energía

Para cumplir con los requisitos de consumo de energía a diario, se puede instalar un sistema de gestión de conservación de energía en línea para un control estricto. Esto proporciona una mejor vista de la distribución de energía en diferentes partes del edificio.

Podemos monitorear cuánta energía consumen las diferentes salas y Auxiliares. Por lo tanto, si alguna luz o auxiliar está encendido innecesariamente durante la noche, se puede encontrar y apagar. Planificar, administrar e implementar programas de conservación de energía según la Ley de Conservación de Energía. Para ayudar a la implementación de ECBE (Código de Construcción para la Conservación de la Energía), la BEE (Oficina de Eficiencia Energética) está implementando/planificando varias medidas de facilitación.

Estos incluyen el esquema de premios de conservación de energía, la generación de conciencia y actividades relacionadas con la capacitación, el desarrollo de capacidades de las agencias implementadoras estatales y municipales, manuales de diseño, software y capacitación y soporte técnico para arquitectos, Ingenieros y funcionarios del código y programas de concientización para propietarios de edificios, diseñadores y usuarios.

Eficiencia Energética en la Edificación

• IEEE 519—1992 aborda los armónicos pares limitándolos al 25% de los límites para los órdenes impares dentro del mismo rango. Incluso los armónicos dan como resultado una onda de corriente asimétrica que puede contener un componente de CC que saturará los núcleos magnéticos.
• Los límites permisibles para los distintos parámetros son Corriente de Neutro:8—10% de la corriente RMS y Tensión de Neutro:2V
• Según los estándares IEEE 519 , los límites recomendados de armónicos son:

Armónicos de corriente:8 % THD, armónicos de tensión:5 % THD

Desequilibrio:

Desequilibrio de corriente:5 %, Desequilibrio de tensión:4 %

• El factor de potencia debe mantenerse cercano a la unidad a través de bancos de capacitores para que las pérdidas de corriente en cables y paneles se reduzcan y no haya penalización por parte de la junta de electricidad.

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Nota:en la práctica, no existe un sistema ideal en ninguna rama de la física, solo se puede tratar de minimizar las pérdidas dentro del límite de tolerancia, pero no se pueden reducir a cero para obtener 100% conservación de energía y sistema de eficiencia energética en la casa. Aún así, debemos intentar mejorar continuamente el sistema existente para desbloquear y comprender el máximo potencial de la ciencia.